Distracție! acid slab versus bază slabă!

Cianura de amoniu, $\ce{NH4CN}$, este un solid în care atomii sunt grupați în aceiași ioni care sunt generați în soluție: $\ce{NH4+}$ și $\ce{CN-}$. Deși poate fi sublimat cu o încălzire foarte ușoară, este destul de instabil. În special, reacționează cu vaporii de apă din atmosferă, producând amoniac și HCN. Chestii periculoase!

Prima parte a răspunsului la 1. este descompunerea $\ce{NH4CN}$ în ioni în soluție apoasă, ceea ce ar trebui să fie evident; o subtilitate este că s-ar putea să doriți să adăugați (s) și (aq) în dreptul fiecărei specii, mai ales dacă profesorul dvs. face o precizare în acest sens. Așadar, aceasta este disocierea. Datele din problemă nu ne permit să calculăm constanta de echilibru a disocierii, dar se poate spune că este extrem de mare, adică disocierea este completă: nu există $\ce{NH4CN}$ ca atare în soluție.

Ecuațiile de echilibru acido-bazic pot fi cele pe care le-ați scris. Din nou, este posibil să doriți să adăugați mai multe informații, cum ar fi următoarele:

$$\ce{NH4+ (aq) + H2O <=> NH3 (aq) + H3O+ (aq)}\quad K=5.5\times10^{-10}$$

Aici constanta de echilibru $K$ este constanta de disociere acidă a acidului $\ce{NH4+}$, forma protonată (aka acid conjugat) a amoniacului. Am obținut valoarea sa prin împărțirea lui $K_\mathrm w$, constanta de disociere a apei ($1,0\times10^{-14}$), la $K_\mathrm b$ a amoniacului, dată în problemă.

Vă încurajez să adăugați informații similare pentru echilibrul care implică ionul cianură. Sugestie: dacă păstrați reacția așa cum ați scris-o, $K$ corespunzător nu este $K_\mathrm a$ al lui $\ce{HCN}$, ci $K_\mathrm b$ al formei deprotonate (baza conjugată), $\ce{CN-}$.(Dar puteți considera în schimb reacția alternativă $\ce{HCN + H2O <=> CN- + H3O+}$, și atunci constanta de echilibru este $K_\mathrm a$ a lui $\ce{HCN}$.)

Cum rămâne cu partea a doua? Singurul răspuns corect la

Va reacționa sarea ca un acid sau ca o bază?

este „Poate face ambele, în funcție de lucrul cu care reacționează”. Dar poate că ceea ce vor să spună este dacă soluția de sare este acidă sau bazică. Dacă da, o modalitate de a afla este de a combina cele două ecuații de echilibru și $K$-urile lor. Nu vreau să dau problema complet pe față, dar gândiți-vă în felul următor:

• Care este pH-ul unei soluții (să zicem) de 1 M de $\ce{HCN}$, pe baza $K_\mathrm a$ al $\ce{HCN}$?

  (Presupun că calculul pH-ului unei soluții de un acid slab pur sau de o bază slabă pură a fost abordat la curs înainte de a se ajunge la întrebarea pe care ați postat-o astăzi.)

• Care este pH-ul unei soluții de 1 M de $\ce{NH3}$, pe baza lui $K_\mathrm b$?

• Este $\ce{HCN}$ un acid mai puternic decât $\ce{NH3}$ este o bază, sau este $\ce{NH3}$ o bază mai puternică decât $\ce{HCN}$ este un acid? Pe această bază, care dintre ele ar trebui să „câștige” dacă amestecați cele două în proporții egale?

(Ideea este că ceea ce obțineți prin dizolvarea $\ce{NH4CN}$ nu se deosebește de ceea ce ați obține prin amestecarea unor cantități egale de soluții echimolare de $\ce{HCN}$ și amoniac. Cu alte cuvinte, dacă amestecați 1 L dintr-o soluție 2 M de $\ce{HCN}$ cu 1 L dintr-o soluție 2 M de amoniac, rezultatul este foarte aproape de 2 L dintr-o soluție 1 M de $\ce{NH4CN}$. Notă de subsol: „foarte aproape” deoarece volumul nu se păstrează întotdeauna exact, spre deosebire de masă.)

.